淺談地鐵盾構(gòu)下穿鐵路施工技術(shù)的監(jiān)測.doc

淺談地鐵盾構(gòu)下穿鐵路施工技術(shù)的監(jiān)測路橋?航運?測繪建弼目黃酶2011年03月淺談地鐵盾構(gòu)下穿鐵路施工技術(shù)的監(jiān)測許天財摘要:本文對某地鐵盾構(gòu)區(qū)間穿越既有鐵路股道施工工程監(jiān)測技術(shù)的全過程施工管理情況進行闡述,從工程地質(zhì)概況,設(shè)計圖紙及現(xiàn)場施工組織等幾個方面,對盾構(gòu)區(qū)間下穿鐵路監(jiān)測進行了分析總結(jié),并給出了具體的應(yīng)對措施,對區(qū)間的后續(xù)施工具有指導(dǎo)作用.關(guān)鍵詞:下穿鐵路;地鐵盾構(gòu);監(jiān)測1引言地鐵盾構(gòu)穿越既有鐵路施工對既有鐵路路基進行監(jiān)測是常見的地基處理方法.通過對鐵路路基,軌面和周圍建筑物的實施監(jiān)測.監(jiān)測數(shù)據(jù)為施工提供了有效的服務(wù)和指導(dǎo)作用.保證了鐵路營業(yè)線的安全.下面針對某地鐵區(qū)間穿越既有鐵路股道監(jiān)測技術(shù)的全過程施工管理情況,并給出具體的應(yīng)對措施,對區(qū)間的后續(xù)施工具有借鑒意義.2-f-程概況某地鐵盾構(gòu)區(qū)間長895m,外徑6200mm,內(nèi)徑5500ram,垂直正穿既有鐵路,采用土壓平衡盾構(gòu)施工.線路線間距16m15m(下穿鐵路段線間距為16m),線路采用5.O單面坡,軌面標(biāo)高埋深約21m,隧道結(jié)構(gòu)頂與鐵路站場地面垂直距離約16m.既有鐵路為I級國鐵線路,雙線正線,有碴軌道,速度目標(biāo)值為160200km/h(線路開行動車,最高時速200km),鐵路站場為4臺10線,其中到發(fā)線7條(含正線兼到發(fā)線2條),基本站臺寬12m.隧道穿越區(qū)域土層自上而下分別為:,雜填土;黏土;粉質(zhì)黏土;粉土夾粉質(zhì)黏土;粉質(zhì)黏土;黏土;粉質(zhì)黏土夾粉土;:粉質(zhì)黏土.盾構(gòu)穿越段主要位于.黏土,1粉質(zhì)黏土夾粉土.3監(jiān)測工作的必要性在盾構(gòu)隧道施工過程中,由于盾構(gòu)機頭部的旋轉(zhuǎn)對周圍土體的擠壓等作用,周圍土體的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化而破壞了土體內(nèi)部的應(yīng)力平衡,使得周圍土體發(fā)生沉降,位移變形,從而影響周圍臨近構(gòu)筑物穩(wěn)定,引起沉降變形;如構(gòu)筑物變形量達到一定的數(shù)量就會影響自身的穩(wěn)定和安全.所以,在本區(qū)間盾構(gòu)隧道穿越鐵路支線過程中必須對該鐵路及其周邊環(huán)境加強監(jiān)測,判斷各種施工因素對鐵路支線安全穩(wěn)定的影響,提供改進施工,減少沉降變形的依據(jù)并根據(jù)前一步的觀測結(jié)果,預(yù)測下一步沉降變形的發(fā)展程度,檢驗施工結(jié)果是否能達到控制鐵路支線沉降變形的目的,從而實現(xiàn)施工過程的信息化,確保施工安全.(1)監(jiān)測和分析各種施工因素對地面的影響,提供改進盾構(gòu)推進,減少環(huán)境沉降的依據(jù).(2)根據(jù)前一步的觀測結(jié)果,預(yù)測下一步的環(huán)境沉降和對周圍建筑物等其它設(shè)施的影響,以便現(xiàn)場及時合理地采取保護措施.(3)檢驗施工結(jié)果是否達到控制地面沉降和隧道沉降的要求.?260?(4)研究土壤特性,地下水條件,施工方法與地表沉降的關(guān)系,以作為改進盾構(gòu)推進參數(shù)的依據(jù).(5)進一步保證盾構(gòu)施工安全.4主要監(jiān)測的內(nèi)容及方法4.1監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原則施工監(jiān)測是一項系統(tǒng)工程,監(jiān)測工作的成敗與監(jiān)測方法的選取及測點的布置直接相關(guān).根據(jù)以往監(jiān)測工作的經(jīng)驗,目前采用以下5條原則:4.1.1可靠性原則可靠性原則是監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中所考慮的最重要的原則.為了確保其可靠性,必須做N.-系統(tǒng)需要采用可靠的儀器.應(yīng)在監(jiān)測期間保護好測點.4.1I2多層次監(jiān)測原則多層次監(jiān)測原則的具體含義有四點:(1)在監(jiān)測對象上以位移為主,兼顧其它監(jiān)測項目.(2)在監(jiān)測方法上以儀器監(jiān)測為主,并輔以巡檢的方法.(3)在監(jiān)測儀器選擇上以機測儀器為主,輔以電測儀器.(4)考慮分別在地表,及臨近建筑物與地下管線上布點以形成具有一定測點覆蓋率的監(jiān)測網(wǎng).4.1.3重點監(jiān)測關(guān)鍵區(qū)的原則在具有不同地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,周圍建筑物及地下管線段,其穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是不同的.穩(wěn)定性差的地段應(yīng)重點進行監(jiān)測,以保證建筑物及地下管線的安全.4.1.4方便實用原則為減少監(jiān)測與施工之間的干擾,監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和測量應(yīng)盡量做到方便實用.4.1.5經(jīng)濟合理原則系統(tǒng)設(shè)計時考慮實用的儀器,不必過分追求儀器的先進性,以降低監(jiān)測費用.4.2監(jiān)測內(nèi)容的確定根據(jù)以上所述,針對京廣鐵路支線受盾構(gòu)區(qū)間施工影響范圍實際情況,確定監(jiān)控量測項目.(1)當(dāng)出現(xiàn)工程事故或其它因素造成監(jiān)測項目的變化速率加大,應(yīng)增加監(jiān)測次數(shù)直至危險或隱患解除為止;(2)當(dāng)監(jiān)測項目的累計變化值接近或超過報警值時,應(yīng)加大監(jiān)測頻率;(3)當(dāng)變形曲線趨于平緩時,在有充足的數(shù)據(jù)判斷變化趨于穩(wěn)定,可以停止相應(yīng)項目的監(jiān)測工作.2011年03月建耐團蒜晦路橋?航運?測繪4_3監(jiān)測點的布置4.3.1地面隆陷監(jiān)測地面沉降測量在一橋涵50m處設(shè)置一監(jiān)測斷面,以判斷盾構(gòu)機正常推進狀態(tài)下地表沉降大致影響范圍,橋涵前后30m范圍內(nèi)軸線上測點在原監(jiān)測方案基礎(chǔ)上進行加密,由原來每4環(huán)布設(shè)一個測點改為每1環(huán)布設(shè)一個測點.地面隆陷監(jiān)測點位布置見圖1.實際布置時,如遇地面構(gòu)筑物阻礙,需跳躍布置.圖1地表沉降監(jiān)測斷面布置圖(1)沉降點的埋設(shè)沉降測點用螺栓打入地面,埋設(shè)時可先用沖擊鉆在地表鉆孔,然后放入沉降測點,測點一般采用,1,2o15mm,長100200mm的螺栓或半圓頭鋼筋制成,測點四周用水泥砂漿填實,堅硬地面可用射釘代替.(2)沉降值計算地表監(jiān)測基點為標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)點(高程已知),監(jiān)測時通過測得各測點與水準(zhǔn)點(基點)的高程差H,可得到各監(jiān)測點的標(biāo)準(zhǔn)高程ht,然后與上次測得高程進行比較,差值A(chǔ)h即為該測點的沉降值.(3)數(shù)據(jù)分析與處理首先繪制時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖,根據(jù)沉降規(guī)律判斷圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和施工措施的有效性.當(dāng)位移時間曲線趨于平緩時,可選取合適的函數(shù)進行回歸分析,預(yù)測最大沉降量.作橫斷面和縱斷面沉降槽曲線,判斷施工影響范圍,最大沉降坡度,最小曲率半徑,土體體積損失等.4.3.2地道下沉及傾斜監(jiān)測(1)測點埋設(shè)地道沉降觀測點采用,1,1o15ram,長100200mm的螺栓或半圓頭圓鋼筋彎曲制成.埋設(shè)時先在基礎(chǔ)或墻上鉆孔,然后將預(yù)埋件放入,孔與測點四周空隙用水泥砂漿填實,測點布置沿縱向5m一個斷面,測點的埋設(shè)高度應(yīng)方便觀測,同時測點應(yīng)采取保護措施,避免在使用期間受到破壞.測點布置見圖2.(2)沉降及傾斜值計算沉降值的計算與地表的沉降計算相同.盾構(gòu)推進施工時,有可能對附近原有建筑物造成變形,甚至破壞.因此,盾構(gòu)推進施工時,除對構(gòu)筑物進行沉降監(jiān)測外,還應(yīng)對距隧道30m以內(nèi)的原有建筑物(并結(jié)合實際情況)進行裂縫觀測,記錄和量測.(3)數(shù)據(jù)處理與分析現(xiàn)場組織繪制時間.位移曲線散點圖,并對數(shù)據(jù)進行采集分析.當(dāng)時間一位移曲線趨于平緩時,可選取合適的函數(shù)進行回歸分析,預(yù)測最大沉降量.根據(jù)所測建筑物傾斜與下沉值,判斷圖2地遭變形測點示意圖建筑物傾斜是否超過安全控制標(biāo)準(zhǔn),及采用的工程措施的可靠性.5監(jiān)測技術(shù)要求(1)垂直位移測量的精度按工程測量規(guī)中的二等水準(zhǔn)測量執(zhí)行,高程中誤差為1.0mm,水準(zhǔn)閉合差0.5Nmm(N為測站數(shù));(2)監(jiān)測點埋設(shè)結(jié)束后,及時繪出正規(guī)的測點位置圖;(3)沉降測試采用閉合路線;(4)各項監(jiān)測點埋設(shè)完畢且穩(wěn)定后,初始值測試必須不少于兩次,并取穩(wěn)定值的平均數(shù)作為原始基準(zhǔn)數(shù)據(jù);(5)所有測量器材及測量儀器在測量前必須經(jīng)過檢定;(6)測量器材及儀器運至測量現(xiàn)場后必須進行檢查校正,以保證設(shè)備完好;(7)若有因施工不慎損壞測點,應(yīng)當(dāng)盡最大努力重新布點(并重測初始值).對于被損壞而無法進行補救的測點,應(yīng)及時發(fā)出工程聯(lián)系單,告知各方認可;(8)當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出所要求的報警值時,及時分析原因,提出合理化建議供有關(guān)方參考;(9)應(yīng)注意監(jiān)測點的保護,并提供詳細的施工進度計劃.6監(jiān)測資料的分析,預(yù)測和信息反饋取得各種監(jiān)測資料后,需及時進行處理,排除儀器,讀數(shù)等操作過程中的失誤,剔除和識別各種粗大,偶然和系統(tǒng)誤差,避免漏測和錯測,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和完整性,采用計算機進行監(jiān)控量測資料的整理和初步定性分析工作.擬采用鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)則(|rBJ1O892)的級監(jiān)測管理并配合位移速率作為監(jiān)測管理基準(zhǔn),即將允許值的2/3作為警告值,允許值的1/3作為基準(zhǔn)值,將警告值和允許值之間稱為警告范圍,實測值落在此范圍,應(yīng)提出警告,說明需商討和